《自然》：科學(xué)家***細(xì)菌的“******”
2014-02-26 11:04
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來源：生物360
作者：孫福慶
責(zé)任編輯：云霄飄逸
[導(dǎo)讀] 細(xì)菌開發(fā)了許多不同的“***”將它們的毒性貨物“***”到細(xì)胞內(nèi)。像瘟疫病原體鼠疫耶爾森氏桿菌的和昆蟲病原體發(fā)冷光桿菌一類的細(xì)菌所利用的 Tc 毒素復(fù)合物尤其不同尋常。
細(xì)菌開發(fā)了許多不同的“***”將它們的毒性貨物“***”到細(xì)胞內(nèi)。像瘟疫病原體鼠疫耶爾森氏桿菌的和昆蟲病原體發(fā)冷光桿菌一類的細(xì)菌所利用的 Tc 毒素復(fù)合物尤其不同尋常。
日前，來自德國馬克斯普朗克分子生理學(xué)研究所等機(jī)構(gòu)的研究人員在《自然》報(bào)告稱，他們生成了這些“有毒注射器”極其精密與詳細(xì)的圖像；并揭示出了這些分子復(fù)合物是從何處取得能量來穿透細(xì)胞膜的。這些蛋白在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有一些潛在的用途，例如可以選擇性地將一些藥物投入癌細(xì)胞中。
發(fā)冷光桿菌與線蟲共生共存。這些細(xì)菌寄生在線蟲的腸道中靜待攻擊一種昆蟲——此時(shí)細(xì)菌發(fā)揮作用，釋放 Tc 毒性復(fù)合物快速地殺死昆蟲。在轉(zhuǎn)向下一個(gè)受害者之前，線蟲和細(xì)菌共同生活在昆蟲的尸體中。
論文資深作者、德國馬克斯普朗克分子生理學(xué)研究所物理生物學(xué)教授 Stefan Raunser 表示：“在此之前我們并不了解 Tc 復(fù)合物的結(jié)構(gòu)。我們所知道的是一個(gè)大概的輪廓?，F(xiàn)在我們獲得了一些圖像，這使得我們甚至能夠區(qū)分單個(gè)的原子！”
“注射”前后，Tc 復(fù)合物的結(jié)構(gòu)變化
借助 X 射線晶體學(xué)和電子冷凍顯微鏡，研究人員生成了詳細(xì)的圖像：Tc 復(fù)合物是由三個(gè)亞單位 TcA、TcB 和 TcC 構(gòu)成。 TcA 形成了穿透細(xì)胞膜的通道，像注射器一樣將一些毒性酶投入到細(xì)胞中。以往并不清楚這一過程的能量來自何處。
Raunser 表示：“ TcA 有一條由48個(gè)氨基酸構(gòu)成的蛋白質(zhì)鏈，它像松緊帶或彈簧一樣被拉長。如果松緊帶或彈簧收縮，就會(huì)釋放能量推動(dòng)這一通道通過細(xì)胞膜。這一機(jī)制將 Tc 復(fù)合物與其他所有已知的、如白喉和炭疽桿菌的成孔注射蛋白區(qū)分開來。”
此外， TcA 亞單位負(fù)責(zé)將這一復(fù)合體結(jié)合到宿主細(xì)胞上；為此，它利用了 20 個(gè)受體結(jié)合結(jié)構(gòu)域。Raunser 表示：“我們認(rèn)為 4 個(gè)這樣的結(jié)構(gòu)域往往圍繞一個(gè)受體，從而提高了結(jié)合的強(qiáng)度。”
這些受體結(jié)合結(jié)構(gòu)域很容易被其他的結(jié)構(gòu)域移除或取代。“這意味著可將 Tc 復(fù)合物引導(dǎo)到特定的細(xì)胞，例如機(jī)體中的癌細(xì)胞或其他細(xì)胞。”一旦到達(dá)這些細(xì)胞， Tc 復(fù)合物可將一些具有良好療效的分子注入到細(xì)胞中。昆蟲致病 Tc 復(fù)合物也可作為殺蟲劑用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。
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